JP5849031B2

JP5849031B2 - 余剰電力充電装置及び充電制御方法

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Publication number: JP5849031B2
Application number: JP2012184368A
Authority: JP
Inventors: 隆史山内; 松岡　保静; 保静松岡; 崇古谷; 和彦竹野
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2032-08-23
Also published as: JP2014042425A

Description

開示される発明は余剰電力充電装置及び充電制御方法等に関連する。

近年、発電所からの交流電力の供給を受ける需要家(例えば、住宅や工場など)に、太陽光発電装置(Photovoltaic power generation：PV)を接地するケースが増加しつつある。PVにより発電された電力のうち、需要家内の電力消費装置により消費されずに余った電力(余剰電力又はPV余剰電力)は、配電網又は電力系統に出力される。この需要家から電力系統に向かう電力の流れは、「逆潮流」と呼ばれる。PVが普及し、各PVが余剰電力を逆潮流した場合、系統電圧が所定値以上に上昇してPVの出力が抑制され、PVの発電効率が低下してしまうことが懸念される。この問題の解決策の1つとして、PVが設置されている需要家内に蓄電池を有するPV余剰電力充電装置を設置し、PV余剰電力を充電することが考えられる(この点については、特許文献1参照)。

特開2012-95465号公報

しかしながら、従来のPV余剰電力充電装置には、以下に示すような問題点があった。すなわち、従来のPV余剰電力充電装置は、それが設けられている需要家内でしか利用できず、需要家内に蓄電池がない場合に利用できないのはもちろんのこと、蓄電池が100％充電された場合、それ以上は充電できない。この問題を解決するため、特定の需要家内の蓄電池だけでなく、同一配電網に接続された他の蓄電池も活用することが考えられる。しかしながら、同一配電網に接続された他の蓄電池を利用する場合、需要家から発電所への逆潮流に必要な余剰電力までもが、他の蓄電池に充電されたり、逆に需要家から発電所への逆潮流に必要な量以上の余剰電力が、他の蓄電池に適切に充電されず、無駄になってしまう問題がある。このように、従来のPV余剰電力充電装置には他の蓄電池に対する充電の指標がないので、他の蓄電池に対する充電制御を過不足なく効率的に行うことは困難であった。

開示される発明の課題は、PV余剰電力を同一配電網に接続されている蓄電池に充電する際に、過不足なく効率的に充電できるようにすることである。

開示される発明による余剰電力充電装置は、
柱上トランスに接続された配電網において、発電装置から逆潮流された余剰電力を充電する余剰電力充電装置であって、
前記配電網に接続され、前記配電網に逆潮流された前記余剰電力を充電する蓄電池と、
前記配電網から受電した電力を前記蓄電池に供給する整流器と
を有し、前記整流器は、前記受電した電力の電力情報からインピーダンスを判定し、前記インピーダンスの変化をもたらす受電電流に基づいて、前記蓄電池への充電電圧を決定する、余剰電力充電装置である。

開示される発明によれば、PV余剰電力を同一配電網に接続されている蓄電池に充電する際に、過不足なく効率的に充電できるようにすることができる。

実施の形態によるPV余剰電力充電装置と配電網との接続を示す図。実施の形態によるPV余剰電力充電装置の構成図。実施の形態によるPV余剰電力充電装置が接続された配電網の電圧プロファイルを示す図(PV出力余剰時)。実施の形態によるPV余剰電力充電装置が接続された配電網の電圧プロファイルを示す図(PV出力非余剰時)。実施の形態によるPV余剰電力充電装置が利用するインピーダンス変化を示す図。実施の形態によるPV余剰電力充電装置の充電制御を行うためのフローチャート。別の実施の形態によるPV余剰電力充電装置が接続された配電網の電圧プロファイルを示す図(PV出力余剰時)。別の実施の形態によるPV余剰電力充電装置が接続された配電網の電圧プロファイルを示す図(PV出力非余剰時)。別の実施の形態によるPV余剰電力充電装置が利用するインピーダンス変化を示す図。別の実施の形態によるPV余剰電力充電装置の充電制御を行うためのフローチャート。

添付図面を参照しながら以下の観点から実施形態を説明する。図中、同様な要素には同じ参照番号又は参照符号が付されている。

1．PV余剰電力充電装置と配電網との接続関係
2．PV余剰電力充電装置の構成
3．動作原理
4．充電制御の動作例
5．別の実施の形態
6．実施の形態による効果
これらの項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。

＜1．PV余剰電力充電装置と配電網との接続関係＞
図1は実施の形態によるPV余剰電力充電装置と配電網との接続を示す。高圧配電網101には柱上トランス102が接続され、柱上トランス102以下は低圧配電網103を形成する。低圧配電網103には需要家11とPV余剰電力充電装置12とが接続されている。説明及び図示の簡明化のため、需要家11及びPV余剰電力充電装置12がそれぞれ1つずつしか示されていないが、それらの数は任意である。需要家11は電力を消費する一方、太陽光発電を行うことで、余剰電力を逆潮流させる。需要家11は、太陽光発電装置(PV)111と、直流及び交流の電力変換を行うパワーコンディショナー(パワコン)112と、低圧配電網103又は太陽光発電装置111から供給される電力を消費する電力消費装置113とを有する。太陽光発電装置(PV)111により発電された電力のうち、電力消費装置113により消費されずに余った電力(余剰電力又はPV余剰電力)は、低圧配電網103に出力される(逆潮流)。太陽光発電装置(PV)111が余剰電力を出力した場合、系統電圧又は太陽光発電電圧V_PVが上昇するが、系統電圧V_PVは例えば107vのような所定の制限値V_LIMIT以下に制限され、太陽光発電装置(PV)の出力が抑制される。そのため、太陽光発電装置(PV)の発電効率は低下する。

PV余剰電力充電装置12は、太陽光発電装置(PV)111の発電効率を向上させるため、同一の低圧配電網103に接続された需要家11の太陽光発電装置(PV)からの余剰電力を充電する。PV余剰電力充電装置12は蓄電池121と整流器122とを有する。PV余剰電力充電装置12は、それを保有する需要化11の余剰電力を充電するが、本構成では低圧配電網103に接続された他の需要化11の余剰電力をも充電することができる点で、従来の構成と大きく異なる。PV余剰電力充電装置12についての詳細は、図2を参照しながら説明する。

なお、図1及び以下の説明では太陽光発電により得られた電力を逆潮流させているが、発電方法が太陽光を利用することは、開示される発明に必須ではない。開示される発明は、太陽熱発電、地熱発電、風力発電、水力発電、海洋発電、火力発電又はその他の適切な任意の方法で発電された電力を発電所に逆潮流させる場合に適用可能である。

＜2．PV余剰電力充電装置の構成＞
図2は、図1に示すPV余剰電力充電装置11の詳細な機能ブロック図を示す。PV余剰電力充電装置12は、蓄電池121と整流器122とを有する。蓄電池121は低圧配電網(図1における103)及び整流器122を介して供給される電力を充電し、必要に応じて電力を供給する。整流器122を介して蓄電池121に供給される電力は、典型的には、低圧配電網103に接続されている太陽光発電装置(PV)からの余剰電力である。

整流器122は、整流装置21、商用電源インピーダンス検出部22、蓄電池電圧検出部23、電圧制御部24及びDC/DCコンバータ25を有する。

整流装置21は商用電源の交流電圧及び交流電流を直流電圧及び直流電流に変換する。

商用電源インピーダンス検出部22は交流電源からの受電電圧V_{REC_AC}及び受電電流I₂を検出することで、インピーダンス(dV_{REC_AC}/dI₂）を判定し、そのインピーダンスを電圧制御部24へ伝える。なお、受電電圧V_{REC_AC}及び受電電流I₂双方を判定又は測定することは実施の形態に必須ではない。例えば、受電電圧V_{REC_AC}とインピーダンスとの間の関係を事前に調べておき、受電電圧V_{REC_AC}の値からインピーダンスの変化点を推定してもよい。或いは受電電流I₂とインピーダンスとの間の関係を事前に調べておき、受電電流I₂の値からインピーダンスの変化点を推定してもよい。すなわち、商用電源インピーダンス検出部22は、受電電圧V_{REC_AC}及び受電電流I₂の双方又は一方を示す電力情報から、インピーダンスの変化点を判定することができる。

蓄電池電圧検出部23は蓄電池121の電圧を検出し、その蓄電池121の電圧を出力電圧制御部24へ伝える。

出力電圧制御部24は商用電源インピーダンス検出部22及び蓄電池電圧検出部23から通知されたインピーダンス及び電圧に基づいて、DC/DCコンバータ25に指令を送る。

DC/DCコンバータ25は出力電圧制御部24からの指令に基づいて、蓄電池121を充電するための充電電圧を決定する。

＜3．動作原理＞
図3、図4及び図5を参照しながら実施の形態の動作原理を説明する。図3は、需要家11の太陽光発電装置(PV)111による余剰電力が、低圧配電網103を介して高圧配電網101及び蓄電池121に供給される様子を示す。図示の簡明化のため、需要家11に備わる要素のうち太陽光発電装置(PV)111及びパワーコンディショナー(パワコン)112のみが示されている点に留意を要する。図示の例では、系統電圧又は太陽光発電電圧V_PVが107vである制限値V_LIMITに達し、余剰電力が高圧配電網101及び蓄電池121の双方に流れている。需要家11から高圧配電網101へ逆潮流の電流I₁は一定値を示す。太陽光発電電圧V_PVが107vに制限されているからである。この場合、太陽光発電装置(PV)が生成する余剰電力は、高圧配電網101側へ逆潮流させてもなお余っているので、その余った余剰電力を蓄電池121に充電すべきである。すなわち、この場合、蓄電池に充電する余力がある(この状態を、PV出力余剰時という)。図示されているように、蓄電池121の充電を制御する整流器121が受ける電圧(整流器電圧)V_{REC_AC}は、次のように書ける。

V_{REC_AC}＝V₀＋R₁I₁−R₂I₂ ・・・(1)
ここで、V₀は低圧配電網103における柱上トランス102における一定の電圧である。R₁及びI₁は需要家11から柱上トランス102に至る伝送路における抵抗(インピーダンス)及びその伝送路を流れる電流である。R₂及びI₂は需要家11からPV余剰電力充電装置12に至る伝送路における抵抗(インピーダンス)及びその伝送路を流れる電流である。数式(1)において、V₀、R₁、R₂及びI₁は一定値である。従って、整流器電圧V_{REC_AC}は受電電流I₂にのみ依存し、より具体的に言えば、整流器電圧V_{REC_AC}は受電電流I₂に線形に比例し、比例係数は(−R₂)である。

一方、需要家11による太陽光発電電圧V_PVが107vのような制限値V_LIMIT未満である場合もある。図4も、需要家11の太陽光発電装置(PV)111による余剰電力が、低圧配電網103を介して高圧配電網101及び蓄電池121に供給される様子を示す。ただし、系統電圧又は太陽光発電電圧V_PVが107vである制限値V_LIMITには達していないので、太陽光発電装置(PV)111は最大値の電流I_MAXを流すことができる。この電流I_MAXの一部が蓄電池121に流れ、残りの電流が高圧配電網101に流れる。すなわち、蓄電池121に充電を行うと、高圧配電網101へ逆潮流させる電力が減ってしまう。従ってこのような場合には、太陽光発電装置(PV)が生成する余剰電力を高圧配電網101側へ逆潮流させることを優先し、蓄電池121に充電することを控えるべきである。すなわち、この場合、蓄電池に充電する余力がない(この状態を、PV出力非余剰時という)。図示されているように、蓄電池121の充電を制御する整流器121が受ける電圧(整流器電圧)V_{REC_AC}は、次のように書ける。

V_{REC_AC}＝V₀＋R₁I₁−R₂I₂
＝V₀＋R₁(I_MAX-I₂)−R₂I₂
＝V₀＋R₁I_MAX−(R₁＋R₂)I₂ ・・・(2)
数式(2)において、V₀、R₁、R₂及びI_MAXは一定値である。従って、整流器電圧V_{REC_AC}は受電電流I₂にのみ依存し、より具体的に言えば、整流器電圧V_{REC_AC}は受電電流I₂に線形に比例し、比例係数は(−(R₁＋R₂))である。

図5は図3及び図4に示す場合を整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂の観点から説明するための図である。図3を参照しながら説明したように余剰電力を蓄電池121に充電する余力がある場合、整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂の割合であるインピーダンスはR₂である。これに対して、図4を参照しながら説明したように余剰電力を蓄電池121に充電する余力がない場合、整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂の割合であるインピーダンスは(R₁＋R₂)である。従って、余力がある場合及び余力がない場合の境界付近の整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂を維持できれば、高圧配電網101側への逆潮流を促しつつ、余剰電力を過不足なく蓄電池121に充電できる。実施の形態はこのような動作原理に基づいて、整流器122が蓄電池121への充電電流I₂を制御する。

＜4．充電制御の動作例＞
図6は、実施の形態によるPV余剰電力充電装置12(特に、整流器122)の動作例を示すフローチャートである。フローはステップ61から始まり、ステップ62に進む。

ステップ62において、PV余剰電力充電装置12は、蓄電池121への充電電流I₂を増加させる。充電電流I₂の範囲の下限値は例えば0アンペアであり、上限値は例えば機器に流せる最大電流である。充電電流I₂の増加分は適切な任意の値でよい。充電電流I₂を下限値から徐々に増やすことは、図5のグラフを左から右へ辿ることに対応する。

ステップ63において、PV余剰電力充電装置12は、整流器電圧V_{REC_AC}と充電電流I₂との比率からインピーダンスを求め、インピーダンスが増加しているか否かを判定する。図5に示すグラフの場合、インピーダンスは、余剰電力を充電する余力がある場合にはR₂であり、余剰電力を充電する余力がない場合にはR₁＋R₂である。インピーダンスが増加していなければフローはステップ62に戻り、説明済みの手順が行われる。インピーダンスが増加していた場合、フローはステップ64に進む。

ステップ64において、PV余剰電力充電装置12は、充電電流I₂を減少させる。

ステップ65において、PV余剰電力充電装置12は、整流器電圧V_{REC_AC}と充電電流I₂との比率からインピーダンスを求め、インピーダンスが減少しているか否かを判定する。減少していなかった場合、フローはステップ64に戻り、説明済みの手順が行われる。インピーダンスが減少した場合、フローはステップ62に戻り、説明済みの手順が行われる。

なお、ステップ62において充電電流を増加させる増加量と、ステップ64において充電電流を減少させる減少量は、同一であってもよいし、一方が他方より少なくてもよい。更には、増加量及び/又は減少量が可変に制御されてもよい。例えば、ステップ65を経てステップ62に戻った場合、ステップ62で使用される増加量は以前に使用した値より少なくてもよい。インピーダンス変化点に徐々に接近できるようにするためである。

また、ステップ63及び55において、PV余剰電力充電装置12は、整流器電圧V_{REC_AC}と充電電流I₂との比率からインピーダンスを求めているが、整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂双方を判定又は測定することは実施の形態に必須ではない。例えば、整流器電圧V_{REC_AC}とインピーダンスとの間の関係を事前に調べておき、整流器電圧V_{REC_AC}の値からインピーダンスの変化点を推定してもよい。或いは充電電流I₂とインピーダンスとの間の関係を事前に調べておき、充電電流I₂の値からインピーダンスの変化点を推定してもよい。従って、PV余剰電力充電装置12は、整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂の双方又は一方を示す電力情報から、インピーダンスの変化点を判定することができる。

このような制御を行いながら充電電流I₂を増減させることで、充電電流I₂及び整流器電圧V_{REC_AC}を図5における最適領域付近に維持する(又は充電電流I₂を最適値に収束させる)ことができる。このように図示の動作例によれば、充電電流I₂を増減させ、それに伴うインピーダンスの増減を検知し、充電電流I₂をフィードバック制御する。

＜5．別の実施の形態＞
上述したように、図示の簡明化のため、需要家11及びPV余剰電力充電装置12をそれぞれ1つずつしか図示していなかったが、それらの数は任意である。同一の配電網(低圧配電網103)に2つ以上のPV余剰電力充電装置12が配置されていた場合であっても、受電電圧又は整流器電圧V_{REC_AC}と充電電流I₂との比率であるインピーダンスが変化することに違いはない。

図1、図3及び図4に示す例では、低圧配電網103において、高圧配電網101に接続される柱上トランス102とPV余剰電力充電装置12との間に需要家11が位置しているが、このことは開示される発明に必須ではなく、開示される発明は他の配置にも適用可能である。例えば、高圧配電網101に接続される柱上トランス102と需要家11との間にPV余剰電力充電装置12が位置していてもよい。

図7は、柱上トランス102と需要家11との間にPV余剰電力充電装置12が位置している形態において、需要家11の太陽光発電装置(PV)111による余剰電力が、低圧配電網103を介して高圧配電網101及び蓄電池121に供給される様子を示す。図示の簡明化のため、需要家11に備わる要素のうち太陽光発電装置(PV)111及びパワーコンディショナー(パワコン)112のみが示されている点に留意を要する。図示の例では、系統電圧又は太陽光発電電圧V_PVが107vである制限値V_LIMITに達し、余剰電力が蓄電池121及び高圧配電網101の双方に流れている。図示の例では、太陽光発電電圧V_PVが107vに制限されている。この場合、太陽光発電装置(PV)が生成する余剰電力は、高圧配電網101側へ逆潮流させてもなお余っているので、その余った余剰電力を蓄電池121に充電すべきである。すなわち、この場合、蓄電池に充電する余力がある(この状態を、PV出力余剰時という)。図示されているように、蓄電池121の充電を制御する整流器121が受ける電圧(整流器電圧)V_{REC_AC}は、次のように書ける。

V_PV＝V_LIMIT＝V_{REC_AC}＋R₂(I₁＋I₂)
V_{REC_AC}＝V_LIMIT−R₂I₁−R₂I₂ ・・・(3)
ここで、R₁及びI₁はPV余剰電力充電装置12から柱上トランス102に至る伝送路における抵抗(インピーダンス)及びその伝送路を流れる電流である。R₂及びI₂は需要家11からPV余剰電力充電装置12に至る伝送路における抵抗(インピーダンス)及びPV余剰電力充電装置12に流入する電流である。数式(3)において、V_LIMIT、R₁、R₂及びI₁は一定値である。従って、整流器電圧V_{REC_AC}は受電電流I₂にのみ依存し、より具体的に言えば、整流器電圧V_{REC_AC}は受電電流I₂に線形に比例し、比例係数は(−R₂)である。

一方、需要家11による太陽光発電電圧V_PVが107vのような制限値V_LIMIT未満である場合もある。図8も、需要家11の太陽光発電装置(PV)111による余剰電力が、低圧配電網103を介して高圧配電網101及び蓄電池121に供給される様子を示す。ただし、系統電圧又は太陽光発電電圧V_PVが107vである制限値V_LIMITには達していないので、太陽光発電装置(PV)111は最大値の電流I_MAXを流すことができる。この電流I_MAXの一部が蓄電池121に流れ、残りの電流が高圧配電網101に流れる。すなわち、蓄電池121に充電を行うと、高圧配電網101へ逆潮流させる電力が減ってしまう。従ってこのような場合には、太陽光発電装置(PV)が生成する余剰電力を高圧配電網101側へ逆潮流させることを優先し、蓄電池121に充電することを控えるべきである。すなわち、この場合、蓄電池に充電する余力がない(この状態を、PV出力非余剰時という)。図示されているように、蓄電池121の充電を制御する整流器121が受ける電圧(整流器電圧)V_{REC_AC}は、次のように書ける。

V_{REC_AC}＝V₀＋R₁I₁
＝V₀＋R₁(I_MAX-I₂)
＝V₀＋R₁I_MAX−R₁I₂ ・・・(4)
数式(4)において、V₀、R₁及びI_MAXは一定値である。従って、整流器電圧V_{REC_AC}は受電電流I₂にのみ依存し、より具体的に言えば、整流器電圧V_{REC_AC}は受電電流I₂に線形に比例し、比例係数は(−R₁)である。

図9は図7及び図8に示す場合を整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂の観点から説明するための図である。図7を参照しながら説明したように余剰電力を蓄電池121に充電する余力がある場合、整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂の割合であるインピーダンスはR₂である。これに対して、図8を参照しながら説明したように余剰電力を蓄電池121に充電する余力がない場合、整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂の割合であるインピーダンスはR₁である。従って、余力がある場合及び余力がない場合の境界付近の整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂を維持できれば、高圧配電網101側への逆潮流を促しつつ、余剰電力を過不足なく蓄電池121に充電できる。このような原理に基づいて、整流器122が蓄電池121への充電電流I₂を制御してもよい。

図10は、別の実施の形態におけるPV余剰電力充電装置12(特に、整流器122)の動作例を示すフローチャートである。フローはステップ101から始まり、ステップ102に進む。

ステップ102において、PV余剰電力充電装置12は、蓄電池121への充電電流I₂を増加させる。充電電流I₂の範囲の下限値は例えば0アンペアであり、上限値は例えば機器に流せる最大電流である。充電電流I₂の増加分は適切な任意の値でよい。充電電流I₂を下限値から徐々に増やすことは、図9のグラフを左から右へ辿ることに対応する。

ステップ103において、PV余剰電力充電装置1₂は、整流器電圧V_{REC_AC}と充電電流I₂との比率からインピーダンスを求める。図9に示すグラフの場合、インピーダンスは、余剰電力を充電する余力がある場合にはR₂であり、余剰電力を充電する余力がない場合にはR₁である。インピーダンスがR₂であればフローはステップ102に戻り、説明済みの手順が行われる。インピーダンスがR₁になっていた場合、フローはステップ104に進む。

ステップ104において、PV余剰電力充電装置12は、充電電流I₂を減少させる。

ステップ105において、PV余剰電力充電装置12は、整流器電圧V_{REC_AC}と充電電流I₂との比率からインピーダンスを求める。インピーダンスがR₁であった場合、フローはステップ104に戻り、説明済みの手順が行われる。インピーダンスがR₂であった場合、フローはステップ102に戻り、説明済みの手順が行われる。

なお、図6の場合と同様に、ステップ102において充電電流を増加させる増加量と、ステップ104において充電電流を減少させる減少量は、同一であってもよいし、一方が他方より少なくてもよい。更には、増加量及び/又は減少量が可変に制御されてもよい。また、ステップ103及び105において、PV余剰電力充電装置12は、整流器電圧V_{REC_AC}と充電電流I₂との比率からインピーダンスを求めているが、整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂双方を判定又は測定することは実施の形態に必須ではない。例えば、整流器電圧V_{REC_AC}とインピーダンスとの間の関係を事前に調べておき、整流器電圧V_{REC_AC}の値からインピーダンスの変化点を推定してもよい。或いは充電電流I₂とインピーダンスとの間の関係を事前に調べておき、充電電流I₂の値からインピーダンスの変化点を推定してもよい。従って、PV余剰電力充電装置12は、整流器電圧V_{REC_AC}及び充電電流I₂の双方又は一方を示す電力情報から、インピーダンスの変化点を判定することができる。

このような制御を行いながら充電電流I₂を増減させることで、充電電流I₂及び整流器電圧V_{REC_AC}を図9における最適領域付近に維持する(又は充電電流I₂を最適値に収束させる)ことができる。この動作例によれば、充電電流I₂を増減させ、それに伴うインピーダンスの増減を検知し、充電電流I₂をフィードバック制御することができる。

＜6．実施の形態による効果＞
実施の形態によるPV余剰電力充電装置12は、柱上トランス102以下の低圧配電網103において、太陽光発電装置(PV)111から逆潮流された余剰電力を充電する。この装置は、低圧配電網103に連係し、低圧配電網103に逆潮流された余剰電力を充電する蓄電池121と、低圧配電網103から交流電力V_{REC_AC}を受電し、交流電力を直流電力に変換し、直流電力を蓄電池に供給する整流器122を備える。整流器122は、交流電力からの受電電圧V_{REC_AC}及び受電電流I₂を検出してインピーダンスを判定又は測定し、蓄電池121の出力電圧を検知し、蓄電池121への充電電圧を、インピーダンスと蓄電池の出力電圧から決定する。これにより、蓄電池121の充電電力を最適に制御できる。

実施の形態によるPV余剰電力充電装置12は、太陽光発電装置(PV)111の出力余剰時と出力非余剰時との間でインピーダンスが変化することに基づいて、太陽光発電装置(PV)111の出力余剰の状態を検知し、蓄電池121への充電を制御する。インピーダンスの変化点、すなわち出力余剰時及び出力非余剰時の変化点を目標として、蓄電池121への充電が制御される。インピーダンスの変化点にインピーダンスが収束するように蓄電池121への充電を制御する構成により、充電電力を必要最低限に抑えることができる。

実施の形態によるPV余剰電力充電装置12は、PV発電効率を向上させるだけでなく、蓄電池121への充電電力を必要最低限に抑えることもできる。更に、実施の形態によれば、既存の蓄電池の負担を軽減するだけでなく、新たに設置する蓄電池の容量を最低限にできるので、コスト削減につながるという効果がある。

以上、高圧配電網側への逆潮流を優先しつつ、蓄電池への充電を過不足なく行う実施の形態を説明してきたが、開示される発明はそのような形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。また、発明の理解を促すため具体的な数式を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数式は単なる一例に過ぎず、同様な結果をもたらす他の数式が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には1つの部品で行われてもよいし、あるいは1つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。説明の便宜上、通信端末及び情報処理装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明に従って動作するソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ（RAM）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ROM）、EPROM、EEPROM、レジスタ、ハードディスク（HDD）、リムーバブルディスク、CD−ROM、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。

101 高圧配電網
102 柱上トランス
103 低圧配電網
11 需要家
111 太陽光発電装置
112 パワーコンディショナー
113 電力消費装置
12 PV余剰電力充電装置
121 蓄電池
122 整流器
21 整流装置
22 商用電源インピーダンス検出部
23 蓄電池電圧検出部
24 電圧制御部
25 DC/DCコンバータ

Claims

柱上トランスに接続された配電網において、発電装置から逆潮流された余剰電力を充電する余剰電力充電装置であって、
前記配電網に接続され、前記配電網に逆潮流された前記余剰電力を充電する蓄電池と、
前記配電網から受電した電力を前記蓄電池に供給する整流器と
を有し、前記整流器は、前記受電した電力の電力情報からインピーダンスを判定し、前記インピーダンスの変化をもたらす受電電流に基づいて、前記蓄電池への充電電圧を決定する、余剰電力充電装置。
前記整流器が、前記受電した電力の電力情報からインピーダンスを判定する際に、前記配電網から受電した受電電圧及び受電電流からインピーダンスを判定する、請求項1記載の余剰電力充電装置。
柱上トランスに接続された配電網において、発電装置から逆潮流された余剰電力を充電する装置が実行する充電制御方法であって、
前記装置は、前記配電網に接続され、前記配電網に逆潮流された前記余剰電力を充電する蓄電池と、前記配電網から受電した電力を前記蓄電池に供給する整流器とを有し、
当該充電制御方法は、前記受電した電力の電力情報からインピーダンスを判定し、前記インピーダンスの変化をもたらす受電電流に基づいて、前記蓄電池への充電電圧を決定するステップを有する充電制御方法。